地板接地夹具的制作方法

本申请要求2015年5月20日提交的美国临时申请序列号为62/164,074的优先权，其说明书的全部内容为所有目的纳入本文。

技术领域

本发明总体涉及电缆连接器，用于电气地和机械地将电导体连接到金属结构构件。更具体地，本发明涉及地板接地夹具，用于将一个或多个导体附连于支承结构，以用于信号参照网格(signal reference grid)。

背景技术：

电系统的接地是完成多个功能的实践。这些功能中最重要的是防止由于闪电、电涌、接地故障和与高压线无意接触而引起的电击事故。为了防止由于这种电力危险引起的人员伤害，在电气领域早已熟悉用低电阻接地连接器来连接大地。

然而，随着高度敏感计算机部件的出现和大规模使用，接地也已被确定为对于这些部件的可靠操作是必需的。通常，计算机和其它先进数据处理设备是被容纳并且用在商用建筑中专用的房间或区域。这些房间通常很好地配备空调以防止设备过热并且具有低湿度水平。作为在这样干燥的环境中运动的结果，计算机操作员和其它在这些区域工作的人员可以在他们的体内产生静电堆积。与静态敏感计算机设备的后续接触能够通过设备消散这种静电，妨碍了设备的操作可靠性。因此，计算机设备的静电屏蔽是高度期望的。另外，高速计算机的信号频率达到并且超过10兆赫。这些高频的辐射也证实对计算机操作是麻烦。因此，将计算机电路从这些信号“噪声”屏蔽也是有利的。

目前在提供信号和静电接地方面实践的一个方法是，采用在地板下支承计算机设备的信号参考网格。信号参考网格，其通常在地板下以曲折路径行进，沿着它的长度电气地连接于各种计算机部件并且在一个端点直接或间接连接于大地。这提供了足够的信号接地，减少了在高频辐射的信号“噪声”。另外，该信号参考网格在提供对计算机硬件的静电保护方面也是有用的。在计算机区域的升高的地板通常由半导体材料形成，并且被支承在由钢或铝制成的模块化地板支承件上。希望将这些地板支承件电气地连接到信号参考网格，由此将地板和计算机终端置于相同电势上。站在该半导体地板上的计算机操作员因此会在与计算机终端相同的电势上，消除了在操作员和终端之间的静电消散的任何机会。

现有技术可以见到各种接地连接器以及类似的，它们将电导体接地至这些地板支承件。另外，已知各种为两个导体跨接而设置的连接器。在美国专利4,967,627、5,888,104和7,803,001示出了这些例子。然而，这些连接器用起来麻烦，经常需要特殊工具和/或需要特殊硬件。

由此，希望提供简单、便宜的地板接地夹具，其能快速安装，并且不需要特殊工具或硬件。

技术实现要素：

在本发明的一方面，提供电接地夹具，其中所述夹具包括：U形螺栓；连接于U形螺栓的内夹紧部分，以在U形螺栓和内夹紧部分之间夹紧地板支承件；以及连接于U形螺栓的外夹紧部分，以在内夹紧部分和外夹紧部分夹紧导体，其中内夹紧部分和外夹紧部分中的至少一个能绕U形螺栓的一条腿枢转，以可释放地配合U形螺栓的另一条腿。

在优选的实施例中，可枢转的夹紧部分限定了用于接收U形螺栓的一条腿的闭合孔以及具有非连续圆周以用于可释放地配合U形螺栓的外腿的相对的开孔，更优选地，内和外夹紧部分这两者都可以绕U形螺栓的腿枢转。

内夹紧部分优选地包括：一对平行的第一导体接触表面，其向外面向所述U形螺栓的开放端；以及一对平行的第二导体接触表面，其面向所述U形螺栓的开放端，所述第一导体接触表面大体垂直于所述第二导体接触表面。导体接触表面优选地包括多个从表面向外突出的导体夹持肋部，其中这些肋部在横跨导体接触表面的横向方向上延伸。导体接触表面也优选地通过形成在内夹紧部分的一条边缘上的保持壁而在一侧界定。

内夹紧部分优选地包括第一腿和第二腿，第二腿大体从第一腿垂直延伸，其中第二腿在顶点与第一腿交会以形成V形。内夹紧部分进一步优选地包括从所述顶点向外延伸的定位突起，所述定位突起用于促进所述内和外夹紧部分之间的对准。在这方面，外夹紧部分优选地成形为具有用于接收内夹紧部分的定位突起的孔。

本公开的特征从下面详细描述中结合附图会变得显而易见。然而应当理解，附图仅仅作为示意说明并且不是作为本公开的限制的定义。

附图说明

图1示出典型的计算机设备房间，具有由地板支承件支承的地板并且还示出在其下行进的地板下信号参考网格。

图2是按照本发明形成的地板接地夹具的分解立体图。

图3是在图2示出的地板接地夹具在部分组装状态下的立体图。

图4是在图3示出的地板接地夹具在进一步组装状态下的立体图。

图5是按照本发明的地板接地夹具在完全组装状态下的立体图，其将两个导体在示例方向上夹紧。

图6是在图5中示出的组装后的地板接地夹具的前视图。

图7是按照本发明的地板接地夹具在完全组装状态下的立体图，其将两个导体在其它方向上夹紧。

具体实施方式

图1示出了典型的计算机设备房间10，包括地板支承结构12，该地板支承结构形成横跨地板14和从地板升高的网格类型式。该地板支承结构12支承矩形地板元件16。地板支承结构12包括横构件18和竖支承件20，其由钢、铝或其它导电金属形成。地板元件16由半导体材料或浸渍有导电微粒的地板材料形成。在大多数计算机设备安装中，地板支承元件16在地板14上升高，以容纳对于计算机设备的有效操作必需的冷却空气的流动。

如上所述，将计算机操作员放置在与计算机设备相同的电势是有利的。这样，由导电地板支承结构12支承的导电地板元件16设计成支承计算机设备(未示出)和操作员(也未示出)。由于地板支承结构12主要为机械强度和稳定性设计，在横构件18和竖支承件20之间的电连续性不会保证。特别真实的在于，竖支承件20可能固定于地板片22，其通过胶泥、胶水或其它绝缘材料附连于地板14，其会使支承结构12与地面绝缘。

为了将支承结构12横跨整个地板放置在地面电势上，经常采用信号参照接地网格24。如图示出信号参照接地网格24从支承结构12下的地板14升高，接地网格24包括一段或多段裸露的或绝缘的缆线(或称电线)26a和26b(总的指缆线26)，其在示意地示出的连接点25机械地和电气地固定于支承结构12的竖支承件20。缆线26固定于多个竖支承件20，以提供多个电连接。与支承结构12的多个连接区域是高度期望的，因为多个连接点形成电连续性的平行路径。这大幅减少了在高频下的阻抗水平。缆线26随后接地(未示出)以将网格24和支承结构12放置在地面电势。由于地板元件16由导电材料形成，支承在地板元件16上的计算机设备和操作员是在相同的地面电势，这样就消除了在操作员和设备之间的任何静电消散。

现在参照图2至图7，本发明提供电连接器30，其适用于将信号参照网格24的缆线26a和26b连接到支承结构12的竖支承件20上。本发明的电接地连接器30总体包括U形螺栓32、内夹紧部分34、外夹紧部分36和两个螺母38。内夹紧部分34连接于U形螺栓32以在其之间夹紧地板基座的圆柱形部段20。将内夹紧部分34夹紧到地板基座，可在连接器30和基座之间建立电连接。外夹紧部分36连接于内夹紧部分34和U形螺栓32，以在内夹紧部分34和外夹紧部分36之间夹紧一个或多个导体26a、26b。在内夹紧部分34和外夹紧部分36之间夹紧导体产生了在连接器30和夹紧的导体之间的电连接。作为结果，地板基座通过接地连接器30电连接于导体。

图4至图6示出利用连接器30将两个导体26a、26b连接在垂直的网格接地网络中，其中导体缆线26a和26b互相垂直。图7示出同样的连接器30在平行网格的接地网络中，其中导体缆线26a、26b互相平行。

U形螺栓32具有两个腿部40、42，每个腿部都具有外螺纹端部40a、42a。螺母38以及可能的锁紧垫圈(未示出)限定尺寸和内螺纹,以附连于腿部的螺纹端部40a、42a。当部件组装时，U形螺栓32和螺母38可以将内和外夹紧部分34、36朝向地板基座夹紧，并且还由此在夹紧部分之间夹紧导体26a、26b。

内夹紧部分34优选地为一体式构件，由导电金属构成，例如铸造金属。内夹紧部分34具有大致直角形状或大致V形。特别的，内夹紧部分34具有板状第一腿43和板状第二腿44，其中第二腿44相对于第一腿43呈大约90度角。第一腿43具有两个导体接触表面46，它们互相平行并设置在第一腿的面向外的外侧，第二腿44具有两个导体接触表面48，它们互相平行并设置在第二腿的面向外的外侧。腿43、44的面向内的侧边，与导体接触表面相对，限定了接触和安装表面50，其尺寸和形状为能抵靠地板支承件20接触和安装。

第一腿43的两个导体接触表面46大致垂直于第二腿44的两个导体接触表面48。第一腿43的两个导体接触表面46在V形内夹紧部分34的顶点52与第二腿44的两个导体接触表面48交会，第一腿43与第二腿44在顶点52相交。设置在第一腿43的相对于顶点52的远端上的是第一耳54，其限定孔56以接收U形螺栓32的一条腿40。类似地，设置在第二腿44的远端的第二耳58限定孔60以接收U形螺栓32的另一条腿42。

在优选的实施例中，第一耳54包括限定周向闭合孔的孔56。在这个实施例中，第二耳58包括限定周向部分开口孔的孔60。如将在下面进一步详细讨论的，第二耳58的部分开口孔60允许内夹紧部分34在松开螺母38时摆动出与U形螺栓32的一条腿42的配合。这个特征的优点在于，不需要完全从U形螺栓32去除螺母38就能夹紧和松开连接器30。

第一耳54的孔56的轴线位于平面61上，该平面垂直地限定在第一腿43的两个导体接触表面46之间，并且第二耳58的开孔60的轴线类似地位于第二腿44的两个导体接触表面48交会的平面。因此，孔56、60的中心轴线互相平行，并且其分隔的距离等于U形螺栓32的两个腿40、42之间的距离。

在优选实施例中，内夹紧部分34的第一和第二腿43、44由壁62形成，其从导体接触表面46、48的横向边缘向上升起。壁62在腿的顶点52交会并且朝向相对的耳54、58延伸。壁62界定导体接触表面46、48的一条边，以阻止导体26a、26b在组装时滑出它们相应的表面。

导体接触表面46、48进一步优选地设置有一个或多个导体夹持肋部64，以进一步促进导体26a、26b的保持。这些肋部64从导体接触表面46、48向外凸起，并且优选地在横跨导体接触表面的横向方向上，垂直于壁62的方向。

内夹紧部分34进一步优选地包括定位突起66，其从第一和第二腿43、44之间的顶点52向外突出。定位突起66优选地位于将导体接触表面分开的平面，并且因此与内夹紧部分34的耳54、58中设置的两个孔56、60对齐。以这种方式，定位突起66进一步将第一腿43的两个导体接触表面46互相分开，并且进一步将第二腿44的两个导体接触表面48互相分开。突起66可以采取各种形状，并且具有在远离导体接触表面测量的高度。突起66的高度为：使得突起能将外夹紧部分36与夹紧在内和外夹紧部分之间的导体相配合。如会在下面进一步详细讨论的，当组装该接地夹具30的时候，突起66在内和外夹紧部分34、36之间提供确实的定位。

如上所述，本发明的接地夹具30包括外夹紧部分36，其与内夹紧部分34和U形螺栓32协作，以在内和外夹紧部分之间夹紧一个或多个导体。外夹紧部分36也优选地为一体式构件，由电导金属构成，例如铸造金属。

与内夹紧部分34类似，外夹紧部分36具有大致直角形状或大致V形。因此，外夹紧部分36也具有板状第一腿68和板状第二腿70，其中第二腿70相对于第一腿68呈大约90度角，以匹配内夹紧部分34的第一和第二腿。第一腿68类似地具有两个导体接触表面72，其互相平行，设置在第一腿的面向内的内侧，并且第二腿70具有两个导体接触表面74，其互相平行，设置在第二腿的面向内的内侧，其中外夹紧部分的导体接触表面分别面向内夹紧部分的导体接触表面。

第一腿68的两个导体接触表面72基本垂直于第二腿70的两个导体接触表面74，并且在外夹紧部分36的内角76交会。设置在第一腿68的相对于角76的远端上的是第一耳78，其限定孔80以接收U形螺栓32的一条腿40。类似地，设置在第二腿70的远端的第二耳82限定孔84以接收U形螺栓32的另一条腿42。

如上针对内夹紧部分34所述，在优选的实施例中，外夹紧部分的一个耳82包括孔84，其限定周向闭合孔。另一个耳78包括孔80，其限定周向部分开口的孔。如将在下面进一步详细讨论的，一个耳78的开口孔80允许外夹紧部分36在松开螺母38时摆动出与U形螺栓32的一条腿的配合。这个特征的优点在于，不需要完全从U形螺栓32去除螺母38就能夹紧和松开连接器30。

第一耳78的孔80的位于平面61，其限定在第一腿68的两个导体接触表面72之间，并且第二耳82的孔84类似地位于外夹紧部分34的第二腿70的两个导体接触表面74之间。孔80、84的轴线互相平行并且分隔的距离等于U形螺栓32的两个腿40、42之间的距离。围绕孔80、84的第一和第二耳78、82的面向外的表面形成锁紧垫圈(未示出)和螺母38的承座。

在优选实施例中，外夹紧部分36的第一和第二腿68、70由壁86形成，其从导体接触表面72、74的横向边缘向上升起。外夹紧部分36的壁86朝向内夹紧部分34的壁62延伸，并且界定导体接触表面72、74的一条边，以阻止导体26a、26b在组装时滑出它们相应的表面。同样，导体接触表面72、74也可以设置一个或多个导体夹持肋部(未示出)，就如上面针对内夹紧部分所述的那样，以进一步促进导体26a、26b的保持。

然而，不同于内夹紧部分的是，第一腿68的导体接触表面72不完全与第二腿70的导体接触表面74交会。而是，有开口88设置在外夹紧部分36的角76的顶部和底部，以允许夹紧的导体的通过。

外夹紧部分36还包括限定尺寸和形状的孔90，以接收内夹紧部分34的定位突起66。孔90形成在外夹紧部分36的角76中，在第一和第二腿68、70之间。突起接收孔90位于将导体接触表面分开的平面61上，并且因此与外夹紧部分36的耳78、82中设置的两个孔80、84对齐。

如在图3至图7所示，在地板支承件20和搭接导体26a、26b之间的接地连接是通过将接地夹具30夹紧到地板支承件20以及将搭接导体26a、26b连接到接地夹具30而形成的。为了将接地夹具30夹紧到地板支承件20上，可将U形螺栓32抵靠地板支承件20的圆柱形部段放置，以使地板支承件的一部分位于U形螺栓的两个腿40、42之间。如可以在图3中所见，内和外夹紧部分34、36的可摆出(swing-out)特性允许夹具30在安装时提前组装。特别地，U形螺栓32的一条腿40可以插入穿过内夹紧部分34的闭合孔56，使得导体接触表面46、48面向U形螺栓腿的开放端部。类似地，U形螺栓的另一条腿42可以插入穿过外夹紧部分36的闭合孔84，使导体接触表面72、74面向U形螺栓腿的闭合曲线。夹具30的预组装是通过部分地将螺母拧到U形螺栓32的带螺纹端部40a、42a上来实现的。

一旦U形螺栓32围绕地板支承件20放置，内夹紧部分34绕第一耳54的闭合孔56枢转定位，其中第二耳58的开孔60接收和配合U形螺栓的第二腿42。在这个位置，内夹紧部分的面向内的安装表面50面向地板支承件20，并且导体接触表面46、48朝外背对地板支承件。

一个或多个导体26a、26b可以随后按需要抵靠内夹紧部分34的导体接触表面46、48放置。例如，两个垂直导体可以抵靠垂直的导体接触表面46、48放置，如在图4至图6所示，或者两个平行导体可以抵靠一对平行导体接触表面46放置，如在图7中所示。

一旦一个或多个导体定位，外夹紧部分36以类似于内夹紧部分34的方式摆动入位置。特别地，外夹紧部分36绕第二耳82的闭合孔84枢转定位，其中第一耳78的开孔80接收和配合U形螺栓的第一腿40。在这个位置，外夹紧部分36的面向内的导体接触表面72、74面向内夹紧部分34的导体接触表面46、48，其中导体位于它们之间。

外夹紧部分36通过利用合适的扳手(未示出)拧紧螺母38来与内夹紧部分34配合。当使外夹紧部分36与内夹紧部分34配合时，内夹紧部分34的定位突起66接收在外夹紧部分36的开口90中，由此将内夹紧部分34的导体接触表面46、48与外夹紧部分36的导体接触表面72、74对准。该接地夹具的组装是这样完成的，即，通过完全拧紧螺母38来夹紧在内夹紧部分34和U形螺栓32之间的地板支承件20和在内和外夹紧部分之间的导体这两者。

如图所示的本发明特别用在将一个或多个缆线26电连接于升高的地板系统的支承结构12。然而，本发明的构思可以用于简单电连接器，其不需要将导体连接到支承结构，就是将一个导体连接到另一个。

另外，本发明不限于用于在计算机房应用中实施接地连接。而是，本发明也可以用于在其它环境中实施接地连接，例如地下缆线或头上架空缆线。甚至设想在特定限制的应用中，本发明的连接器可以实施电力连接。

对本领域技术人员而言显而易见的是，本文提供的本发明的所述实施例仅仅是示例而不是限制，仅仅通过例子的形式展示。如本文所述，在本说明书中公开的所有特征可以用其相同或类似作用的其它特征来替换，除非另外说明。因此，大量本发明修改的其它实施例被理解为落入如本文所述的本发明的保护范围以及与其等同。尽管文中具体示出和/或描述了本发明的各种实施例，将理解到可以由本领域技术人员作出本发明的修改和变型，而不脱离本发明的精神和想要的范围。

所有文件、专利和其它提到的文献的全部以参见的方式纳入本文。

如用于所附权利要求书中的术语“包括”是开放端的过渡术语，其意在包括在权利要求书中没有特别提及的附加元件。如用于所述权利要求书中的术语“主要由……构成”是半封闭的过渡术语，其意在包括提及的元件加上不会本质影响权利要求书的基本和新颖特征的非特定元件。例如，电缆扎带可以压印或打印有标记并且仍然包括在“主要由……构成”的意思中，尽管没有特别提及。如用于所附权利要求书中的术语“由……构成”意指该权利要求限制在所提及的元件。

应当注意，可以设想的是，任何在本文件中积极识别的特征、元件或限制也可以特别地作为本发明的实施例的特征、元件或限制排除。